电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺-江西师范大学学报

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应用于天线的高介电常数聚合物基覆铜板

应用于天线的高介电常数聚合物基覆铜板Pape r Code:A-041颜善银苏民社殷卫峰广东生益科技股份有限公司摘要近年来，由于无线通信的快速发展，使无线通信成为生活的必需。

天线负责电路与空气中电磁能量的转换，为通信系统中不可或缺的基本设备。

随着电子产品轻、薄、短、小的发展趋势，电子产品中元器件的设计也要朝此趋势发展。

当前业界对于天线设计的重点在于小型化、结构简单化及多频或宽带。

采用陶瓷作为基板制作小型化天线已经是众所周知，然而，陶瓷的不足之处是它易碎，并且有较高的制作成本，因为它必须使用烧结的方法来制备。

高介电常数聚合物基覆铜板由于具有易加工、低温成型、低成本和优异的机械性能，已经引起了人们的广泛关注。

本文对高介电常数聚合物基覆铜板的设计与制作进行了简要概述。

关键词高介电常数；覆铜板；天线中图分类号：TN41文献标识码：A文章编号：1009-0096（2012）增刊-0044-05High dielectric constant polymer based copperclad laminate for antenna applicationY AN Shan-y in SU M in-she Y IN W ei-fengAbst rac t Due to the rapid development of wireless communication technology in recent years,wireless communication has become an essential part of modern life.The antenna is used for electromagnetic energy conversion between the circuit and the air,and is an indispensable piece of basic equipment for communication systems.With the trend of electronic products becoming light,thin,short,and small,the components for electronic products must also consider this trend in design.Current antenna design is focusing on miniaturization,structure simpli cation,and multi-band or broadband.An antenna employing ceramics as a substrate has also been known as the small-sized antenna.However,the ceramics is disadvantageous in that it can be easily broken and has a high manufacturing cost since it has to be fabricated using sintering.High dielectric constant polymer based copper clad laminate have drawn much attention due to their easy fabrication,low temperature process,low cost and excellent mechanical properties.The design and fabrication of high dielectric constant polymer based copper clad laminate were reviewed in this paper.Key wo rd s High Diele ctric Consta nt;Coppe r Clad La minate;A ntenna1前言无线通信技术是通过电磁波的辐射来完成。

聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究_王素琴

收稿日期:2006-09-04;*通讯联系人.基金项目:国家科技部/9730计划资助项目(2004CCA04700).作者简介:王素琴(1980-),女,江西高安人,硕士研究生,主要从事超级电容器研究.文章编号:1000-5862(2007)04-0331-05聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究王素琴, 赖垂林, 李婷婷, 郭乔辉, 彭信文, 陈飞, 侯豪情*(江西师范大学化学化工学院,江西南昌 330027)摘要:以联苯四甲酸二酐和对苯二胺为单体,在低温下反应形成聚酰胺酸溶液,电纺该溶液形成聚酰胺酸纳米纤维布,并热亚胺化和碳化形成碳纳米纤维布,用热天平、扫描电镜等手段对纳米纤维的尺寸、形貌、导电性以及碳化过程进行了观察和表征.通过模拟电容器实验,对碳纳米纤维布作为超级电容器电极材料使用时的储电性能进行了检验,测得这种碳纳米纤维布在0.5mol/L 高氯酸锂-乙腈电介质中的最高比电容量为118.5F/g.关键词:聚酰亚胺纳米纤维布;碳化;超级电容器;循环伏安;恒电流充放电;比电容量中图分类号:O 633.22 文献标识码:A超级电容器,又称电化学电容器[1-5],是20世纪七八十年代发展起来的一种新型储能元件,具有比传统电容器高得多的能量密度,比电池大得多的功率密度[6],且使用寿命长[7],放电效率高,安全等独特性能.由于这些优异的特性,超级电容器在移动通讯、信息技术、工业领域、消费电子、电动汽车等许多领域有广泛的应用前景,成为世界各国研究的热点[8-9].用于超级电容器的电极材料种类很多[4,10-13],其中碳纳米结构材料,如碳纳米管、活性碳粉等,以其高比表面积、高电导率和高稳定性等优点,是制备双电层超级电容器电极的热点材料,吸引了世界各国许多科学家的研究兴趣.然而,使用这种纳米粉体材料制备电极时,必须使用胶粘剂如聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏二氟乙烯(PVDF)等将其粘结成块,这不仅会影响电极的导电性,也会堵塞部分活性材料的表面微孔,降低电荷储存能力及增加成本.电纺丝技术是一种简便有效的制备聚合物纳米纤维布的方法[14-18].由该技术制备的聚合物纳米纤维布碳化所得的碳纳米纤维布不仅孔隙率高,比表面积大,有较好的电导率,而且这种碳纳米纤维布不需要用粘合剂粘结成块,便可直接作为电极材料使用.聚酰亚胺(PI)是一类分子主链中含有酰亚胺基团的芳杂环聚合物,分子中存在高度共轭结构,碳化后的PI 碳纳米纤维具有高于碳化腈纶纳米纤维的良好导电性能.本文研究了聚酰亚胺纳米纤维布的形成并碳化制备碳纳米纤维布电极,检测该纳米纤维布电极的导电性能及其储电性能等,由这种碳纳米纤维布电极组成的超级电容器在有机电介质(LiClO 4/AN)体系中的储电容量达到118.5F/g.1 实验部分1.1 试剂及仪器联苯四甲酸二酐(BPDA,淄博天堂山化工有限公司)及对苯二胺(PDA,郑州派尼试剂厂)均升华提纯;N,N-二甲基乙酰胺(DMAc,上海金威化学有限公司)经苯带水后减压蒸馏.十六烷基三甲基溴化铵(A.R.,中国医药集团化学试剂有限公司);无水高氯酸锂(LiClO 4,A.R.,上海中锂实业有限公司);乙腈(AN,A.R.,上海陆都化学试剂有限公司)加1%P 2O 5回流12h 后蒸馏使用;泡沫镍(99.9%,长沙力元新材料有限公司);高压电源(0~60kV 天津东文高压电源厂);高温碳化炉(上海实验电炉厂);石墨化炉(吉林锦州);微量热天平仪器(TGA,上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂);QUANTA 2000环境扫描电子显微镜第31卷第4期2007年7月江西师范大学学报(自然科学版)J OURNAL OF JIANGXI NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIE NCE)Vol.31No.4 Jul.2007(E SEM,美国FEI 公司);真空手套箱(南京大学仪器厂);C HI660B 电化学工作站(上海辰华仪器有限公司).1.2 聚酰胺酸PAA 纳米纤维无纺布的制备将等摩尔的BPDA 、PDA 混合溶解在D MAc 中配成质量分数10%的溶液,按Sc he me 1所示反应式反应形成PAA 溶液,将该溶液稀释至5.5%,加少量十六烷基三甲基溴化铵增加溶液电导率,然后在电场梯度为160kV/m 的高压电场中纺丝制备PAA 纳米纤维布.Sechem e 11.3 亚胺化及碳化将所制备的PAA 纳米纤维布于石英管中,N 2流速400mL/min,在高温碳化炉中经过以下温度程序碳化制备碳纳米纤维布:迅速升温至250e ,恒温30min;升温速率1e /min,370e 恒温1h,500e 恒温1h,600e 恒温1h,700e 恒温1h,800e 恒温1h,900e 恒温1h,1000e 恒温1h,1000e 碳化后纳米纤维布冷却至室温后放置于石墨炉中分别在1100,1200,1600,2000,2400e 碳化,并在终温恒温1h.1.4 纤维性质表征电纺PAA 纳米纤维的热失重分析在上海天平仪器厂的微量热天平仪中进行,氮气流速为80mL/min,升温速率为10e /min,升温间距为50~1000e ;PAA 、PI 及PI 碳纳米纤维的表面形态用美国FEI 的扫描电镜观察,加速电压20kV,真空度13.3Pa.为了清晰地用SEM 观察,纤维表面镀了一层约2nm 厚的金膜,起导电作用;PI 碳纳米纤维布的导电性用普通的数字万用电表测定.电导率J 按J =L /(WdR )计算,其中R 为测试样品的电阻(8);L 为样品长度(cm);W 为样品宽度(cm);d 为样品厚度(cm,借助光学显微镜测试).1.5 电容器制备及性能测试取质量相近的同一条件碳纳米纤维布两张,以泡沫镍为集流体,Ag +/Ag 为参比电极,电解液为0.5mol/L 的LiClO 4/AN 溶液,在真空手套箱中组装成模拟电容器.用CHI660B 电化学工作站进行循环伏安扫描,做不同扫描速率循环伏安图;并进行恒电流充放电测试.电容量用C =I $t/$E 和C m =C m 1m 2/(m 1+m 2)计算,其中C 为电容器电容量(F ),I 为放电电流(A ),v t 为放电时间(s ),v E 为放电时间对应的放电电压(V ),C m 为质量比电容量(F/g ),m 1,m 2分别为两个电极的质量(g ).2 结果与讨论图1 PAA(BPDA -PDA)电纺膜TGA 图2.1 PAA 热失重分析图1是电纺聚酰胺酸(P AA)纳米纤维布的热失重曲线.曲线显示了三个失重阶段:50~100e ,180~250e ,500~700e ,分别对应于纤维中残留溶剂挥发,亚胺化和碳化过程.高于700e ,电纺纳米纤维布质量损失率减少,几乎恒定,此时碳化残留量为49.3%,显示出非常好的热稳定性.在700~1000e 碳化阶段,有9.6%的失重,至1000e 时碳化残留量为39.7%.而将大块的PAA 纳米纤维布在高温碳化炉中碳化,1000e 碳化时产率为45.45%,高于热失重实验所得碳化率39.7%,这可能是由于高温炉碳化升温速率小于热失重实验升温速率,碳化炉的N 2流量比热失重实验中的流量大.2.2 碳化前后纳米纤维形态分析图2为QUANTA 2000环境扫描电子显微镜下观察到的纤维形态.图2A 为PAA 纤维,图2B 至图2H 分别为800,900,1000,1100,1200,1600,2000,2400e 下碳化所得纳米纤维布的扫描电镜照片,纤维直径在50~200nm 之间,表面形貌和直径大小均与碳化前的PAA 纤维没有明显的差别,只是碳化后的纤维比PAA 纤维呈现更多的弯曲.332江西师范大学学报(自然科学版)2007年图2 扫描电子显微镜(SEM)观察不同温度碳化聚酰亚胺纳米纤维布图3 电导率与碳化温度的关系图2.3 碳化温度对纳米纤维布电导率的影响图3表明电导率随碳化温度升高而增加,即800e 时电导率为0.135S/c m,2400e时电导率为17.6S/cm,电导率增加了100多倍,这是由于碳化温度升高,石墨化程度增大的结果.2.4 不同温度碳化纳米纤维布储电性能图4为不同温度碳化聚酰亚胺纳米纤维布用作超级电容器电极的循环伏安图,扫描速率为10mV/s.从图4中可以看出,各温度碳化聚酰亚胺纳米纤维布均具有很好的矩形,说明电容器可逆性很好,此时所有充电状态都对应一个平衡状态;且电极内阻小,适合大电流放电.内阻主要是由组成电极的碳纤维与碳纤维之间、碳纤维与泡沫镍之间、电解液离子进出电极孔隙时造成的.从图4A 还可以发现800,900,1000,1100e 碳化纳米纤维循环伏安图随温度升高,矩形面积增大.对于可逆电容,电流响应I 在整个被扫描电位范围内和一系列扫描速率s 成线性关系,此时C =I /s,说明1100e 时电容量最大.这是由于随温度升高,石墨化程度增加,既增加了导电性,降低电容器的内阻,也缩小了碳纳米纤维表面微孔的孔容,使之更接近作为电容器电极材料所要求的最佳微孔孔径)))2~50nm 之间[10,20],电极材料表面具有这样的微孔孔径时,适合于有机电介质体系.有机电介质能充分浸润到这样的微孔中,有效地实现电能的储存与释333第4期王素琴,等:聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究放.而当温度进一步升高,石墨化程度继续增加,虽然电导率显著地提高了,但纤维的表面孔容也继续缩小至2nm 以下,甚至更小,以致变为光滑的石墨表面层结构.这样,有机电介质越来越不能有效地浸润进入电极材料的表面微孔,不能有效地储存和释放电荷,结果出现了图4B 的情况,随温度升高,电容量降低.图4 以不同温度下碳化所得的纳米纤维布为电极材料所形成电容器的循环伏安图箭头所示方向为碳化温度升高方向.图4A 电极材料分别为800,900,1000,1100e 下碳化;图4B 电极材料分别1100,1200,1600,2000,2400e 下碳化.图5为碳化温度与比电容量关系图.由图5可以看出,比电容量随温度升高先增大后减小,且1100e 碳化电极比电容量最大,为118.5F/g,与图4所得结论一致.图5 碳纳米纤维电容量与温度关系图3 结论电纺聚酰胺酸纳米纤维布经热亚胺化和高温碳化形成碳纳米纤维布,碳化产率达到45.45%.这样形成的碳纳米纤维布的导电性随最终碳化温度的提高而提高,碳化温度为2400e时,碳纳米纤维布的电导率达到17.60S/c m,而800e 时只有0.135S/cm.这种碳纳米纤维布是三维立体、高孔隙度的碳纳米材料,可直接用作超级电容器的电极材料,在LiClO 4/AN 电介质体系中,以Ag +/Ag 为参比电极,泡沫镍为集流体时,最高比电容量达到118.5F/g.比电容量与诸多因素有关,其中,电极材料表面上的孔容是关键因素之一.本实验中,1100e 碳化的碳纳米纤维表面的孔容尺寸最适合于AN/LiClO 4体系,所得比电容量最高.致谢:衷心感谢解放军防化研究院曹高萍副研究员、程杰博士,中科院长春应化所由天艳研究员及南昌大学古宁宇博士在学术上的指导和帮助.参考文献:[1]Yoshida A ,Nonaka S,Aoki I,et al.Electric double -layer capacitors with shee-t type p olarizable electrodes and application of the capac-i tors[J].J Power Sources,1996,60(2):213-218.[2]Kibi Y,Saito T ,Kurata M,et al.Fabrication of high -power electric double -la yer capacitors[J].J Power Sources,1996,60(2):219-224.[3]Zheng J P,Huang J,Jow T R.The limitations of energy density for electrochemical capaci tors[J].J Electrochem Soc,1997,144(6):2026-2031.[4]Faggioli E,Rena P,Danel V,et al.Supercapacitors for the energy management of electric vehicles[J].J Power Sources,1999,84(2):261-269.[5]Conway B E.Electrochemical supercapaci tors:science fundamentals and technolog ical applications[M ].New York:Kluwer Academic/Plenum Publishers,1999.13.334江西师范大学学报(自然科学版)2007年[6]K Êtz R,Carlen M.Principles and applications of electrochemical capacitors[J].Electrochim Acta,2000,45(15-16):2483-2498.[7]Liu P,Verbrugge M,Soukiazian S.Influence of temperature and electrolyte on the performance of activated -carbon supercapacitors[J].J Power Sources,2006,156(2):712-718.[8]Mastragostino M,Arbizzani C,Paraventi R,et al.Polymer selection and cell design for electric -vehicle supercapaci tors[J].J Electrochem Soc,2000,147(2):407-412.[9]Zheng J P,Jow T R.High energy and high power densi ty electrochemical capacitors[J].J Power Sources,1996,62(2):155-159.[10]An K H,Kim W S,Park Y S,et al.Electrochemical properties of high -power supercapacitors using single -walled carbon nanotube elec -trodes[J].Adv Funct Mater,2001,11(5):387-392.[11]Hwang S R,Teng H.Capaci tance enhancement of carbon fabric electrodes in electrochemical capacitors through electrodeposi tion wi thcopper[J].J Electrochem Soc,2002,149(5):A591-A596.[12]Kim C,Yang K S.Electrochemical properties of carbon nanofiber web as anelectrode for supercapaci tor prepared by electrospinning[J].Appl Phys Lett,2003,83(6):1216-1218.[13]Frackwiak E,M etenier K,Bertagna V,et al.Super capacitor electrodes from multiwalled carbon nanotubes[J].Appl Phys Lett,2000,77(15):2421-2423.[14]Jaeger R,Schoenherr H,Vansco G J.Chain packing in electro -spun poly (ethylene oxide)visualized by atomic force microscopy[J].Macromolecules,1996,29(23):7634-7636.[15]Reneker D H,Chun I.Nanometre diameter fibres of polymer,prod uced by electrospinning[J].Nanotechnology ,1996,7(3):216-223.[16]Reneker D H,Yarin A L,Fong H,et al.Bending instability of electrically charged liquid jets of polymer solu tions in electrospinning[J].Journal of Applied Physics,2000,87(9):4531-4547.[17]Bognitzki M ,Hou H,Ishaque M,et al.Polymer,metal,and hybrid nano -and mesotubes by coatin g degradable polymer template fibers (TUFT Process)[J].Adv Mater,2000,12(9):637-640.[18]Hou H,Zeng J,Reuning A,et al.Poly(p-xylylene)nanotubes by coati ng and removal of ultrathin polymer template fibers[J].Macro -molecules,2002,35(7):2429-2431.[19]Frackwiak E,Delpeu x S.Enhanced capacitance of carbon nanotubes through chemical activation[J].Chemical Physics Letters,2002,361(1-2):35-41.[20]江奇,卢晓英,赵勇.碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响[J].物理化学学报,2004,20(5):546-549.Carbon Nanofibers Made from Carbonization of PolyimideNanofibers and Their Characteristic of Charge StorageWANG Su -qin, LAI Chu-i lin, LI Ting -ting, GUO Qia o -hui, PENG Xin -wen, C HEN Fei, HOU Hao -qing(Ins ti tute of Chemis try and Chemical Engineeri ng Sciences,Jiangxi Normal Universi ty,Nanchang 330022,China)Abstract :Polyimide (PI)precursors,poly(p -phenylene biphenyltetracarboxa mide acid)(PAA),were synthesized from 3,4,3c ,4c -biphenyltetracarboxylic dianhydride (B PDA)and p -phenylenediamine (PDA)in solvent DMAc.The as -syn -thesized PAA was electrospun into nanofibers with diame ters ranging from 100nm to 300nm.The non -woven fabric mats composed of the as -electrospun nanofibers were imidized and carbonized at high temperature in nitrogen atmosphere.SE M,TGA were used to charac terize the size,morphology of the electrospun PAA nanofibers and carbonized nanofibers as well as the carbonization process of PAA nanofibers.The electrodes made from the carbon nanofiber mat were charater -ized by cyclic voltammetry and constant current charge -discharge tester in Lithium perchlorate (LiClO 4)-Acetonitrile (AN)solution.The supercapacitor using carbon nanofiber mats as electrodes is reversible,and the maximum specific ca -pacitance was 118.5F/g.Key words :polyimide non -woven fabric mats;carbonization;supercapacitor;cyclic voltammetry ;c onstant current charge/discharge (责任编辑:刘显亮)335第4期王素琴,等:聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究。

电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展

综述
合成树脂及塑料，２０１３，３０（３）：８ＯＣＨＩＮＡＳＹＮＴＨＥＴＩＣＲＥＳＩＮＡＮＤＰＬＡＳＴＩＣＳ
电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展
陆波，孙伟东，权亚博，郑国强，刘春太
物被成功地通过电纺技术制备出纳米纤维ｆ如聚
电纺是在高压电场的驱使下，带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中流动、变形，然后经溶剂蒸 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ或熔体冷却固化，最终得到纤维状物质的过程ｊ。典型的电纺装置主要由静电发生装置（高压电源）、液体推进装置（注射泵）和接收装置部分组成（见图１）。在电纺过程中，高的直流电压使聚合物溶液或熔体带电，当其表面电场力克服表
静电纺丝（简称电纺）技术是传统溶液干法
料的研究趋势。
１电纺原理
纺丝和熔体纺丝的新发展。采用该技术制备的聚合物纳米纤维比传统纺丝法所制产品细得多，纤
维直径一般从几纳米到数百纳米，在高效化学和生物吸附分离材料、催化剂载体、高效传感器、组织工程等领域具有潜在的应用价值口】。从广义的纳米纤维定义来说，电纺技术生产的纤维均可称为纳米纤维。到目前为止，已有上百种聚合
度、模量，抗冲击性能等都有较大提高。电纺纳米纤维在聚合物基体中的分散及其与基体间的界面黏结等问题有待

静电纺碳纳米纤维的制备、修饰及应用

ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓｐｉｎｎｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓｐｉｎｎｉｎｇ；ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｅｒ；ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＳＯＮＧＬｉｘｉｎ，ＸＩＯＮＧＪｉｅ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｐｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｅｐａｒａｔｉｏｎ，ＤｅｃｏｒａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣａｒｂｏｎＮａｎｏｆｉｂｅｒｗｉｔｈＥｌｃｔｅｒｏｓｔａｔｉｃＳｐｉｎｎｉｎｇ
异形碳纳米纤维的制备，综述了对静电纺碳纳米纤维的修饰，从而改善碳纳米纤维的性能和功能化碳纳米纤维，以及碳纳米纤维在能源、环境等领域应用的研究。文章还提出，要实现静电纺碳纳米纤维的工业化应用，在其力学性能的提高及实现静电纺碳纳米纤维的功能化方面仍需进一步深入研究，从而有望实现多领域应用。关键词：静电纺丝；碳纳米纤维；修饰；应用中图分类号：ＴＱ３４２文献标志码：Ａ文章编号：１００９ —２６５Ｘ（２０１３）０３－００５５－０６

电纺制备活性碳纳米纤维及其应用研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第8期·2986·化工进展电纺制备活性碳纳米纤维及其应用研究进展林皓1，赵瑨云1，胡家朋1，刘瑞来1，2，饶瑞晔1（1武夷学院生态与资源工程学院，福建省生态产业绿色技术重点实验室，福建武夷山 354300；2福建师范大学材料科学与工程学院，福建省高分子材料与工程重点实验室，福建福州 350007）摘要：活性碳纳米纤维由于比表面积大、导电、导热性好、孔隙率高等优点，得到人们广泛关注。

如何进一步提高其比表面积、孔隙率，特别是微孔和介孔的含量，是活性碳纳米纤维面临的主要问题。

电纺技术是一种简单、有效、可大量连续制备纳米纤维的方法。

本文介绍了电纺制备纳米纤维前体，再通过预氧化、碳化和活化制备活性碳纳米纤维。

详细分析了前体选择、孔结构调控对活性碳纳米纤维结构与性能的影响。

前体主要决定活性碳纳米纤维产物的微观孔隙结构，孔隙结构调控主要包括间隙孔、大孔、介孔和微孔的调控。

回顾了电纺活性碳纳米纤维在超级电容器电极、电吸附除盐电极、吸附过滤和催化剂及其催化剂载体等领域的应用。

并提出今后可将催化剂与活性碳纳米纤维原位负载，在提高催化活性点方面进行更为深入的研究，以期获得更广泛的应用。

关键词：电纺；活性碳纤维；纳米材料；吸附（作用）；催化剂载体中图分类号：TQ340.6 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）08–2986–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2277A review on preparation and application of activated carbon nanofibersvia electrospinningLIN Hao 1，ZHAO Jinyun 1，HU Jiapeng 1，LIU Ruilai 1，2，RAO Ruiye 1（1College of Ecological and Resource Engineering ，Fujian Provincial Key Laboratory of Eco-Industrial Green Technology ，Wuyi University ，Wuyishan 354300，Fujian ，China ；2 Key Laboratory of Polymer Materials of Fujian Province ，College of Material Science and Engineering ，Fujian Normal University ，Fuzhou 350007，Fujian ，China ）Abstract ：Activated carbon nanofibers with large surface area ，high electrical and thermal conductivity and high porosity have gained extensive attention and how to further increase their surface area ，porosity ，especially micropore and mesopore content has been a hot issue to date. Electrospinning has been proved to be a versatile and effective way to prepare continual nanofibers. Activated carbon nanofibers prepared via as-spun precursor and followed by pre-oxidation ，carbonization and activation are summarized. The effect of carbon precursor and pore structure control on the structure and properties of the activated carbon nanofibers are detailed discussed. The microstructure of activated carbon nanofibers were determined by as-spun precursor. The pore structure control ，including interstitial pore ，macrospore ，mesopore and micropore is also introduced in detail. The application of activated carbon nanofibers in super capacitors electrode ，electrochemical capacitive deionization ，adsorption filtration and catalyst supports are reviewed. It may be expected that catalyst in situ loading on activated carbon nanofibers to increase catalytic active sites would be focused on in the future. Key words ：electrospinning ；activated carbon fibers ；nanomaterials ；adsorption ；catalyst support第一作者：林皓（1979—），男，硕士，副教授，主要从事天然高分子材料及环境领域研究。

结构复合材料的多功能化

微米级增韧网络，提升效果纤维纳米级导电网络，提升效果专题 SPECIAL T OPIC结构复合材料的多功能化Multifunction of High-Performance Structural Composites先进复合材料国防科技重点实验室中航复合材料有限责任公司益小苏[ 摘要] 着重讲解了在飞机用复合材料上应用插层强化技术的新方法，一方面提供了显著的增韧效率，另一方面插层通过其表面附载的纳米级导电填充物成为强韧而有弹性的导体。

通过将表面附载 AgNWs 薄膜或面纱作为插层放入碳纤维层压板中，断裂强度和导电性同时得到提升。

关键词：导电性断裂强度银纳米丝[ABSTRACT] In this paper we present a new ap- proach of applying interlayer-toughening technology on composites for aircraft. On one hand, it provides signifi- cant toughening ef ficiency, and on the other hand, it func- tions as a tough and fl exible conductor through its surface loading of nano-sized electrical conductive fillers. The use of interleaf fi lms or veils surface-loaded with AgNWs ,simultaneously improves fracture toughness and electrical conductivity.Keywords : Electrical conductivity Fracture toughness Silver nanowires在飞机复合材料结构的设计中，大家重点关注的一点就是抗撞击损伤，特别是低速撞击带来的损伤。

静电纺丝制备超疏水功能材料研究进展

静电纺丝制备超疏水功能材料研究进展摘要：近年来，纳米技术飞速发展，纳米材料成为各大学者的研究热点。

静电纺丝是制备纳米材料和微细纳米结构最简单最切实可行的方法，也是一种具有广泛应用前景的技术。

通过静电纺丝制备的超疏水材料在油水分离、膜蒸馏、防腐涂层、隐身材料、传感材料等方面具有极大的应用前景。

20世纪90年代静电纺丝引起人们的广泛关注和研究，这些研究推动了静电纺丝的快速发展，并为超疏水材料带来一系列新的制备方法。

笔者简要介绍了静电纺丝的基本原理和超疏水理论，重点阐述了利用静电纺丝制备超疏水功能材料的最新研究进展并对其性能进行分析比较。

关键词：静电纺丝，超疏水，功能材料引言:受到自然界许多动植物的启发，如荷叶、水黾等，超疏水材料应运而生。

人们通过细心的观察发现它们都具备了相似的共同点，荷叶的表面呈现粗糙的微观形貌，才有了莲花的出淤泥而不染。

水黾的腿部也存在微纳米结构，才可以自由的在水面上行走或奔跑。

他们的这种结构可以和水面形成“空气垫”，所以防止了表面被水润湿，也就达到了疏水的效果。

超疏水材料的出现，应用在了很多领域，如防水、防雾、防污染、自清洁及油水分离，为我们的生活带来了便利，起着至关重要的作用。

理想的超疏水材料通常被认为具有超疏水、超亲油性能、高吸油能力以及低吸水率、低密度、环保无公害，对各种油类具有良好的可回收性。

1静电纺丝的原理和装置静电纺丝是静电雾化的一种形式，也称电纺，它通过一个外加强电场，使聚合物溶液或熔体在喷射孔形成喷射流，同时在静电场中进行拉伸，形成纤维固化在接收板上。

在外加电场和表面张力的作用下，液滴被拉长成一个Taylor圆锥。

静电纺丝设备通常由高压电源、喷头、注射泵、收集平台等装置构成。

2静电纺丝碳基纳米材料碳纳米材料超级电容器具有大比表面积、快充放电速率和长循环寿命等优点，在为可穿戴电子设备供电方面具有广阔的应用前景。

碳纳米纤维（CNF）作为一种高性能的电极材料，在储能/转换系统中具有多功能性，一直以来都被人们作为一种高性能的电极材料来研究。

纳米纤维的发展和应用

纳米纤维的发展和应用摘要本文简单介绍了纳米纤维的定义、特点和应用，主要讨论了纳米纤维的制备方法，包括传统纺丝方法(如:静电纺丝法、复合纺丝法和分子喷丝板法) 的改进以及新兴的生物合成法和化学合成法。

关键词纳米纤维，技术，进展，生物合成，化学合成，应用前景1 前言随着纳米材料技术的飞速发展，纳米纤维技术已成为纤维科学的前沿和研究热点，并在电子、机械、生物医学、化工、纺织等产业领域得到一定的应用。

纳米纤维技术在传统产业中的应用必将提升传统产业。

纳米纤维主要包括2 个概念:一是严格意义上的纳米纤维，即纳米尺度的纤维，一般指纤维直径小于100 nm的纤维。

另一概念是将纳米微粒填充到纤维中，对纤维进行改性，采用性能不同的纳米微粒，可开发抗菌、阻燃、防紫外、远红外、抗静电、电磁屏蔽等各种功能性纤维。

2 纳米纤维制备技术的进展2. 1 静电纺丝法[1～4]静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的基本方法。

这一技术的核心，是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动并发生形变，然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化，于是得到纤维状物质，这一过程简称电纺。

目前电纺技术已经用于几十种不同的高分子，即包括大品种的采用传统技术生产的合成纤维，如:聚酯、尼龙、聚乙烯醇等柔性高分子的电纺。

此外，包括蚕丝、蜘蛛丝在内的蛋白质和核酸(DNA) 等生物大分子也进行过电纺实验。

尽管所用的材料十分广泛，但是目前电纺纤维总是以在收集板负极上沉积的非织造布的形式而制得的，其中单纤维的直径可以随加工条件而变化，典型的数值为40 nm～2μm ，甚至可以跨越10 nm～10μm 的数量级，即微米、亚微米或纳米材料的范围。

电纺纤维最主要的特点是所得纤维的直径较细，新形成的非织造布是一种有纳米微孔的多孔材料，有多种潜在用途。

但是，目前的电纺技术在推广上存在一定技术问题:第一，此法得到的只能是非织造布，而不能得到纳米纤维彼此可分离的长丝或短纤维;第二，目前静电纺丝机的产量很低，难以大规模应用;第三，由于多数条件下静电纺丝中的拉伸速率较低，纺丝路程很短，结果电纺纳米纤维的强度较低。

静电纺丝制备定向排列聚酰亚胺基炭纳米纤维

静电纺丝制备定向排列聚酰亚胺基炭纳米纤维张振兴;杜鸿达;李佳;干林;郑心纬;李宝华;康飞宇【摘要】均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,室温下聚合为聚酰胺酸。

以聚酰胺酸溶液作为前驱体,在20 kV电压下静电纺丝,然后进行350℃热亚胺化处理可得到定向排列的聚酰亚胺纳米纤维,再于900℃炭化、3000℃石墨化,得到均匀连续、定向排列的聚酰亚胺基炭纳米纤维,纤维直径约100 nm。

结果表明,聚酰胺酸质量分数为20%的溶液电纺性能最佳,3000℃石墨化处理后的炭纳米纤维具有典型的石墨结构。

%Polyimide ( PI) is a good carbon precursor owing to its high carbon yield and easy graphitization. PI nanofibers pre-pared by electrospinning were carbonized and graphitized to prepare aligned carbon nanofibers. Pyromelliticdianhydride and 4,4'-di-aminodiphenyl ether were dissolved in N,N-dimethylacetamide at room temperature and stirred for 2 h to obtain a polyamide acid ( PAA) solution, which was electrospun into aligned PAA nanofibers at 20 kV and collected by a rolling cylinder 18 cm below the needle with a rolling speed of 2 800r/min. The PAA nanofibers were first imidized into the PI nanofibers at350 ℃, then carbon-ized at 900 ℃ at a heating rate of 5 ℃/min and finally graphitized at 3 000 ℃ t o obtain continuous and aligned polyimide-based carbon nanofibers. The PAA solution with a concentration of 20% was the most suitable for electrospinning. SEM characterization shows that the average diameter of the carbon nanofibers is around 100 nm. The carbon nanofibers after graphitization at 3 000 ℃have a typical graphite structure.【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P289-294)【关键词】炭纳米纤维;静电纺丝;定向排列【作者】张振兴;杜鸿达;李佳;干林;郑心纬;李宝华;康飞宇【作者单位】清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055; 清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室，北京 100084;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳518055;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055;清华大学深圳研究生院，深圳市热管理工程与材料重点实验室，广东深圳 518055; 清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室，北京100084【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1+1炭纳米纤维因具有高长径比、高比表面积、很好的高温抗力和电、热传导性,被广泛应用于许多领域,如气体吸附/脱附材料[1]、超级电容器[2]、储氢材料[3]、高温过滤[4]、催化剂载体[5]、锂离子电池[6]等。

电纺碳纳米纤维复合材料制备及电化学性能研究

电纺碳纳米纤维复合材料制备及电化学性能研究电纺碳纳米纤维复合材料制备及电化学性能研究引言：碳纳米纤维复合材料是一种由碳纳米纤维和基体材料组成的新型复合材料。

由于碳纳米纤维具有较高的比表面积、优异的导电性能和机械性能，和传统纤维相比具有更好的增强作用，因此广泛应用于储能设备、导电材料以及传感器等领域。

本文主要介绍了电纺技术在制备碳纳米纤维复合材料中的应用，以及对其电化学性能的研究。

一、电纺技术在碳纳米纤维复合材料制备中的应用电纺技术是一种利用静电力使聚合物溶液形成纤维的方法。

它具有制备纤维直径细、纤维均匀度好、操作简单等优点，因此被广泛应用于纺织品、过滤材料以及复合材料的制备中。

1.1 电纺技术的原理电纺技术主要是通过将聚合物溶液注入到注射器中，然后利用高压电场使溶液喷射出，形成纤维。

高压电场会使溶液的表面电荷分离，形成一个电双层。

当电荷的静电斥力超过溶液的表面张力时，溶液会形成尖点，随后由于表面张力的作用，形成纤维丝。

最后，纤维丝会通过静电力作用的拉伸形成纤维。

1.2 电纺技术制备碳纳米纤维复合材料的方法在制备碳纳米纤维复合材料时，可以将碳纳米纤维与基体材料的溶液混合，然后通过电纺技术制备纤维。

制备过程中可以根据需要将纤维层叠、交织、缠绕等，以增加复合材料的强度和导电性能。

二、电纺碳纳米纤维复合材料的电化学性能研究电化学性能是评价储能材料的重要指标之一。

碳纳米纤维具有良好的导电性能，因此其复合材料在电化学性能方面具有较高的潜力。

2.1 循环伏安曲线测试循环伏安曲线是一种用来研究储能材料电化学性能的常用方法。

通过该测试可以得到材料的电化学活性表面积、离子在材料中的嵌入和脱嵌过程，以及材料的电化学储能容量等信息。

2.2 电化学阻抗谱测试电化学阻抗谱是一种用来研究储能材料电化学性能的方法。

通过该测试可以得到材料的电化学等效电路模型，进而研究材料的电化学界面反应和传输过程。

2.3 电纺碳纳米纤维复合材料的电化学性能研究表明，电纺碳纳米纤维复合材料在电化学性能方面具有良好的表现。

碳纳米纤维负极材料制备及其电化学性能

碳纳米纤维负极材料制备及其电化学性能作者：周荣鑫葛烨倩来源：《现代纺织技术》2022年第01期摘要：为了获得性能优异的碳纳米纤维负极材料并对材料的碳化工艺进行探讨，利用静电纺丝技术和高温碳化制备一维碳纳米纤维负极材料。

对获得的碳纳米纤维的形貌、化学成分结构及电化学性能进行测试分析，得到优化的预氧化和碳化条件。

结果表明：在预氧化条件为250℃、120 min，碳化条件为800℃、120 min条件下制得的碳纳米纤维具有较好的形貌特征及化学性能，平均直径为190 nm，此时碳结构更加有序，碳含量达到73.7%。

通过组装锂离子电池测试电池充放电性能，得到在100 mA/g的电流密度下，放电比容量达到568.4 mAh/g，经过100圈循环后容量保持率达77.3%。

关键词：静电纺丝;碳纳米纤维;负极材料;电化学性能;锂离子电池中图分类号：TS151文献标志码：A文章编号：1009-265X（2022）01-0041-06Abstract： In order to obtain carbon nanofiber anode materials with excellent performance and investigate the carbonization process of the materials， one-dimensional carbon nanofiber anode materials were prepared by means of electrospinning and high-temperature carbonization. The morphology， chemical composition， structure and electrochemical properties of the resulting carbon nanofibers were tested and analyzed， and the optimized pre-oxidation and carbonization conditions were obtained. The results indicate that the carbon nanofibers prepared under the pre-oxidation conditions of 250℃， 120 min， and the carbonization condition of 800℃， 120 min have better morphological characteristics and chemical properties. The average diameter is 190 nm. The carbon structure is more ordered， with a carbon content of 73.7%. By assembling a lithium-ion battery and testing the charging-discharging performance of the battery， we find that the specific discharge capacity reaches 568.4 mAh/g at a current density of 100 mA/g， and the capacity retention rate reaches 77.3% after 100 cycles.Key words： electrospinning; carbon nanofibers; anode material; electrochemical properties; lithium-ion battery锂离子电池作为二次电池，具有体积小、容量大、循环寿命长、绿色可持续等优点，被广泛用于日常生活各类便携式电子设备中，并在电动汽车、国家电网等领域产生越来越大的影响[1]。

基于电纺碳纳米纤维材料的阿托品固态电化学发光传感器

基于电纺碳纳米纤维材料的阿托品固态电化学发光传感器杨秀云;徐春荧;袁柏青;由天艳【摘要】将电纺碳纳米纤维(CNF)掺杂于吸附有三联吡啶[RU(bpy)32+]的Nafion 聚合物膜中,制成固态电化学发光(ECL)传感器,并将其用于对阿托品的检测.实验表明,CNF的加入能够增强Ru(bpy)32+/阿托品体系的电化学和ECL信号,且Ru(bpy)32+在膜中的电化学反应受扩散控制.在最佳实验条件下,ECL强度与阿托品浓度在1 × 10-7- 1 × 10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,其线性回归方程为logI=6.7408 + 0.81481ogC(n=8),r=0.9967;检出限为1× 10-7 mol/L(S/N=3).考察了此传感器的重现性,对1 ×10-5 mol/L阿托品重复检测7次,ECL强度的RSD为2.86%.此传感器的稳定性结果令人满意.将此方法用于尿样中阿托品的检测,回收率在81%-88%之间.%A novel electrochemiluminescence (ECL) sensor based on tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(Ⅱ) (Ru(bpy)32+)/electrospun carbon nanofiber (CNF)/Nafion composite films was demonstrated for the determination of atropine. The voltammetric and ECL behaviors of the presented sensor were investi-gated. The results indicated that the addition of CNF in the composite films could increase the current and ECL intensity of Ru(bpy)32+ , and the immobilized Ru(bpy)32+ performed a diffusion-controlled process. Under the optimal experimental conditions, the proposed ECL sensor gave a wide lin ear range (r= 0.9967) from 1 × 10-7 mol/L to 1 × 10-4 mol/L with a detection limit (S/N = 3) of 1×10-7 mol/L for atropine. The relative standard deviation for 1 × 10-5 mol/L atropine is 2. 9% (n = 7) , and the present ECL sensor displays outstanding stability.The ECL sensor was also demonstrated for the determina-tion of atropinein human urine sample and satisfactory results were obtained.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2011(039)008【总页数】5页(P1233-1237)【关键词】电纺;碳纳米纤维;三联吡啶钌;纳芬(Nafion);电化学发光;阿托品;化学修饰电极【作者】杨秀云;徐春荧;袁柏青;由天艳【作者单位】中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春,130022;长春理工大学化学与环境工程学院,长春,130021;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春,130022;长春理工大学化学与环境工程学院,长春,130021;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春,130022;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春,130022【正文语种】中文三联吡啶钌[Ru(bpy)32+]电化学发光(ECL)不论在水相还是在非水溶液中都具有很高的发光效率[1],且具有灵敏度高、线性范围宽、装置简单以及稳定性好等优点[2]。

碳纤维增强聚合物基复合材料频率选择表面电磁传输特性(

碳纤维增强聚合物基复合材料频率选择表面的电磁传输特性*李长亮1,2，鞠苏2，陈大庆1，陈勇1，任明利1，张天斌1（1.太原卫星发射中心技术部，山西太原 030027；2.国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073 ）摘要：为了改善采用金属频率选择表面（Frequency Selective Surface ，FSS ）制备的天线罩中存在的热残余应力和弱粘接界面等问题，本文采用与聚合物基复合材料罩壁结构相容性好的碳纤维增强聚合物基复合材料制备FSS ，利用自由空间法对试样的电磁传输性能进行测试，并采用数值分析模型对碳纤维复合材料FSS 的电磁传输机制和电磁传输影响因子进行分析。

结果表明：碳纤维复合材料FSS 具有频率选择功能，但谐振频率处的电磁传输损耗较大；通过改变复合材料FSS 的单元缝隙率、厚度、电导率以及介电常数可以实现对其电磁传输性能的调节。

关键词：频率选择表面；复合材料；碳纤维；数值分析；电磁传输中图分类号：TN95 文献标志码：A 文章编号：Electromagnetic transmission characteristics of frequency selective surfaces with carbon fiber fabric/epoxy compositeLI Changliang 1,2, JU Su 2, CHEN Daqing 1, CHEN Yong 1, REN Mingli 1, ZHANG Tianbin 1(1. Technical Department, Taiyuan Satellite Launch Center, Taiyuan 030027, China ；2. College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China) Abstract: Traditional FSSs were made of metals, such as cooper and aluminum. There were problems when the FSSs were used with composite structures, such as thermal mismatch and second bonding layers. To avoid these disadvantages, carbon fiber fabric/epoxy composite FSSs were put forward in this study. A four-legged slot array composite FSS was fabricated by cutting carbon fiber/epoxy composite panels. Free space method and finite integral method were carried out to evaluate the electromagnetic transmission characteristics of the composite FSS specimens, respectively. Results show that the composite FSS with four-legged slot array can realize the function of frequency selection and its minimum transmission loss can be decreased by increasing the electrical conductivities of the composite material, adjusting the thickness and increasing the aperture-to-cell ratio of it.Keywords: frequency selective surface; composite; carbon fiber; simulation; electromagnetic transmission*收稿日期：2015-07-23基金项目：国家自然科学基金资助项目（11202231）；校预研项目（JC12-01-07）作者简介：李长亮（1986－），男，河北衡水人，工程师，博士，E-mail ：nudt_tslc@ ；鞠苏（通信作者），男，讲师，博士，E-mail ：suju-nudt@频率选择表面（Frequency Selective Surface ，FSS ）属于无源阵列周期型结构，它是由相同的单元在二维方向上以特定间隔排列构成的无限大阵列，属于空间滤波器范畴。

聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究

聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究王素琴;赖垂林;李婷婷;郭乔辉;彭信文;陈飞;侯豪情【期刊名称】《江西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2007(031)004【摘要】以联苯四甲酸二酐和对苯二胺为单体,在低温下反应形成聚酰胺酸溶液,电纺该溶液形成聚酰胺酸纳米纤维布,并热亚胺化和碳化形成碳纳米纤维布,用热天平、扫描电镜等手段对纳米纤维的尺寸、形貌、导电性以及碳化过程进行了观察和表征.通过模拟电容器实验,对碳纳米纤维布作为超级电容器电极材料使用时的储电性能进行了检验,测得这种碳纳米纤维布在0.5 mol/L高氯酸锂-乙腈电介质中的最高比电容量为118.5 F/g.【总页数】5页(P331-335)【作者】王素琴;赖垂林;李婷婷;郭乔辉;彭信文;陈飞;侯豪情【作者单位】江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027;江西师范大学,化学化工学院,江西,南昌,330027【正文语种】中文【中图分类】O633.22【相关文献】1.H2O2活化聚酰亚胺碳纳米纤维无纺布及其储电性能 [J], 王素琴;杨占红;黎泓波;李晓艳;郭乔辉2.聚酰亚胺/碳化硅纳米材料的制备及性能研究 [J], 陈俊;陈江聪;贺国文;李俊3.镁基合金与碳纳米纤维复合储氢材料的制备与性能研究(Ⅰ)--以化学镀Ni碳纳米纤维为前驱物热扩散法合成Mg2Ni-CNFs复合储氢材料 [J], 闫晓琦;袁华堂;张松林;张坤;孙波;高学平;宋德瑛4.氧化石墨烯掺杂的电纺聚酰亚胺基石墨纳米纤维的导热性能 [J], 袁泽正;康飞宇;杜鸿达;陈威;时赟凯;褚晓东;黄正宏;干林;李佳;贺艳兵;李宝华5.亚胺化时间对电纺聚酰亚胺纳米纤维结构和性能的影响 [J], 李学佳;黄加露;傅海洪;魏取福因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

酚醛基纳米炭纤维的电纺制备及其形貌控制研究

酚醛基纳米炭纤维的电纺制备及其形貌控制研究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！炭纤维作为一种新型炭材料已被广泛应用于航天、航空以及文体等领域，成为人们生产生活中不可或缺的工业材料。

近年来，随着纳米科技的兴起，纳米材料尺寸效应的优势逐渐显现，因此纳米炭纤维也受到了越来越多的关注。

纳米炭纤维(Carbon Nanofibers，CNFs) 是由多层石墨片卷曲而成的纤维状纳米炭材料，是一种介于碳纳米管和普通炭纤维之间的准一维炭材料。

纳米炭纤维具有纳米材料的高比表面积、炭材料的导电导热特性，又具有传统炭纤维优异的力学性能，因此纳米炭纤维拥有广泛的应用前景，可用于复合材料的增强体、催化剂载体以及储能材料等。

目前，制备纳米炭纤维的方法主要有化学气相沉积法和静电纺丝法两种。

相比于化学气相沉积法，静电纺丝法具有简单、高效以及低成本等优点，被广泛应用于纳米炭纤维的制备，目前已有上百种聚合物纳米纤维通过静电纺丝技术制备成功。

通过对聚合物溶液或熔体施以高压电，在电场力的作用下，聚合物溶液或熔体会受到牵引而形成泰勒锥，当电场力足够大时，液滴克服表面张力而形成射流，射流在喷射过程中会劈裂拉伸，并经溶剂的蒸发或固化，以纤维膜的形式附着在接收装置上。

静电纺丝法工艺简单，可持续得到连续性纤维，具有广阔的应用前景。

静电纺丝法制备纳米炭纤维一般以聚丙烯腈(PAN)为前躯体，如Ko 等采用静电纺丝技术制备出具有40~500 nm 丝径的PAN 基纳米炭纤维。

Kim 等通过向PAN/DMF 体系中加入正硅酸乙酯(TEOS)，制备出具有微孔特性的纳米炭纤维，其比表面积可达到 1 000 m2/g 左右。

虽然PAN 溶液具有较好的纺丝特性，但是以PAN 作为炭前驱体往往使用毒性较大的DMF 作为溶剂，因此寻找一种更为环保的体系十分必要。